土壩壩體填筑主要壓實(shí)指標(biāo)及常見問題探析

孫建光

摘要：在我國進(jìn)入到社會(huì)主義現(xiàn)代化的改革進(jìn)程中以后，我國的經(jīng)濟(jì)水平、工程水平、科學(xué)技術(shù)水平和人民的生活水平都得到了不斷的發(fā)展和促進(jìn)。尤其是在我國的土壩處理和建設(shè)工程中，為了能夠提升其質(zhì)量的穩(wěn)定性和安全性，必須要采取相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行施工。因此，本文通過對(duì)土壩壩體填筑施工工程中的相關(guān)壓實(shí)指標(biāo)和常見問題進(jìn)行分析，能夠有效解決其對(duì)于水利建設(shè)工程帶來的危害和安全隱患，從而保證我國的水利建設(shè)工程得以可持續(xù)性的發(fā)展。

Abstract： After China entered the reform process of socialist modernization， the economic level， engineering level， scientific and technological level and people's living standards have been continuously developed and promoted. Especially in China's earth dam treatment and construction projects， in order to improve the stability and safety， we must adopt relevant technologies for construction. Therefore， this paper analyzes the relevant compaction indexes and common problems in earth dam body filling construction projects， which can effectively solve the hazards and hidden dangers that the water conservancy construction project brings， thus ensuring the continuous development of the water conservancy construction projects.

關(guān)鍵詞：土壩；壩體填筑；壓實(shí)指標(biāo)；粘性土；碾壓實(shí)驗(yàn)

Key words： earth dam；dam filling；compaction index；cohesive soil；roller compaction experiment

中圖分類號(hào)：TV641.2；TV541.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）27-0141-02

0 引言

在我國城市化的建設(shè)過程中，所有的城市無論規(guī)模的大小都保持著不斷的擴(kuò)展。但是對(duì)于南方的城市來說，在擴(kuò)展的過程中往往會(huì)遇到很多的水系、河流，為了避免其在雨季的時(shí)候?qū)τ诔鞘薪ㄔO(shè)產(chǎn)生較多的影響，就需要水利建設(shè)工程來協(xié)調(diào)好城市與水系的關(guān)系。而土壩壩體填筑工程作為土壩質(zhì)量的保障，就需要被設(shè)計(jì)者和施工者尤為重視，才能夠提升其本身質(zhì)量的穩(wěn)定性，從而幫助我國的城市建設(shè)過程變得更加優(yōu)化、更加具有安全性，保障社會(huì)秩序的穩(wěn)定。

1 土壩壩體的相關(guān)概念解析

土壩工程最早的出現(xiàn)是伴隨著我國水利工程的建設(shè)而衍生出來的，作為水利水電工程中一項(xiàng)比較重要的工程措施，而發(fā)展的歷史相對(duì)來說也比較悠久，這就使得其在長(zhǎng)期的水利水電工程建設(shè)中都有著重要的作用，并且也已經(jīng)成為了我國城市建設(shè)過程中需要被重視起來的工程項(xiàng)目[1]。土壩壩體填筑具有很多的優(yōu)勢(shì)，首要的一點(diǎn)就是可以就地、就近取材，對(duì)于物料的節(jié)省和運(yùn)輸費(fèi)用的節(jié)省起到了很大的作用，而且這種大型工程所需要的物料很多，從經(jīng)濟(jì)效益上來說也具備很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。土壩壩體主要就是由土料堆積起來的，這就使得其質(zhì)量的穩(wěn)定性需要被重視起來，因?yàn)椴煌耐临|(zhì)可能會(huì)對(duì)最終的工程效果帶來不同的影響。一旦施工當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)不適合用于土壩壩體填筑工程的實(shí)施，就必須要采取措施加強(qiáng)其本身的穩(wěn)定性。而且，壩體填筑的工程質(zhì)量直接影響了壩體的整體性，這從另一個(gè)方面反映出要保證工程建設(shè)的相關(guān)指標(biāo)需要達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。尤其是對(duì)壓實(shí)指標(biāo)來說，對(duì)于壩體填筑實(shí)踐中出現(xiàn)的壓實(shí)度超1是否正常的疑問長(zhǎng)期困擾著水利工程建設(shè)者，這就使得很多的施工企業(yè)在實(shí)際的工程項(xiàng)目中并不能夠使得壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求、而且彈簧土的土質(zhì)問題也會(huì)對(duì)施工過程中很明顯地影響到最后的壓實(shí)效果，這就使得水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量和進(jìn)度受到很大的影響[2]。因此，筆者通過對(duì)大量土壩壩體填筑實(shí)際工程中遇到的問題進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)學(xué)者總結(jié)出的文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要地對(duì)土壩壩體填筑施工過程中的主要壓實(shí)指標(biāo)和相關(guān)常見問題進(jìn)行分析，在我國國情的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決方法，以此優(yōu)化水利水電建設(shè)工程發(fā)展的穩(wěn)定性。

2 土壩壩體填筑工程中涉及到的主要質(zhì)量控制指標(biāo)

在土壩壩體填筑的工程中，用到最多的原材料就是土，這是由于土作為一種由固體顆粒、液態(tài)自由水和少量氣體組成的三相體，其本身就具備很強(qiáng)的可塑性，但是以土為骨架建設(shè)成的一些工程，其內(nèi)部含有一定量的水和氣體，這些物質(zhì)主要是用來填充工程內(nèi)部的孔隙[3]。一般來說，為了減少土粒之間的孔隙就需要通過對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)或者碾壓來使得大小不同的土塊、土粒得到重新的排列和組合，使得大土塊之間形成的孔隙被小土粒填充或者填滿，這樣就會(huì)使得部分被排除的水分和空氣被擠壓出去，從而增加了單位體積的質(zhì)量，對(duì)于孔隙率的減少也做出了巨大的貢獻(xiàn)，增強(qiáng)了土體的壓實(shí)度。而且在一般情況下來說，土體的迷失程度越大，土體自身的強(qiáng)度就會(huì)越大，這對(duì)于土壩壩體填筑工程的穩(wěn)定性來說也就更加具有優(yōu)勢(shì)。就現(xiàn)階段的土體壓實(shí)步驟來說，都是通過人工或者機(jī)械的作用來提高土體的密實(shí)度，但往往會(huì)出現(xiàn)受力不均的情況，就會(huì)造成一定的安全隱患，因此在土體壓實(shí)的過程中，需要進(jìn)行多次的夯實(shí)來保證其密實(shí)度，從而達(dá)到提高土基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的目的[4]。

2.1 粘性土的壓實(shí)度ω

所謂的ω指的就是土體本身的壓實(shí)度，主要是很對(duì)粘性土或者含有砂、礫的粘性土而言，在工程上的說法。具體的數(shù)學(xué)公式表達(dá)為：ω=ρd/ρdmax，其中ω表示壓實(shí)度，ρd表示土體經(jīng)過壓實(shí)之后的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)干密度，ρdmax則表示在一定擊實(shí)功能作用下的最大干密度。

2.2 無粘性土的相對(duì)密度Dr

在一般情況下來說，工程上往往會(huì)利用相對(duì)密度Dr（相對(duì)密實(shí)度）或者直接用設(shè)計(jì)干密度來作為無粘性土填筑密實(shí)程度的質(zhì)量控制指標(biāo)。一般來說，Dr會(huì)有兩種不同類型的計(jì)算方法，分別對(duì)應(yīng)不同的土性狀態(tài)。對(duì)于自身粘性并不夠強(qiáng)的土質(zhì)來說，其本身的土質(zhì)比較松散，這時(shí)候采取的公式為Dr=（emax-e0）/（emax-emin），對(duì)于自身粘性強(qiáng)，很容易形成密實(shí)狀態(tài)的土質(zhì)來說，采取公式為Dr=（ρd-ρdmin）ρdmax/（ρdmax-ρdmin）ρd。通常來說，在設(shè)計(jì)上要求砂礫石的相對(duì)密度不小于0.75，砂和反濾料不小于0.7[5]。

3 壩體填筑施工中常見問題及處理

3.1 土料控制

一般來說，在土壩工程的建設(shè)過程中，并不會(huì)刻意要求土料的質(zhì)量，一般都是選擇當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)進(jìn)行工程的實(shí)施。在具體的施工之前，要保證將土料本身含有的樹根、雜草、樹皮、建筑垃圾等清除出去，對(duì)于大體塊的土料還需要進(jìn)行碎化處理，從而保證土質(zhì)均勻。但是由于環(huán)境的情況或者外界因素的影響，很有可能會(huì)對(duì)土料造成變化，這時(shí)候就必須要對(duì)土質(zhì)進(jìn)行重新檢測(cè)，確保各個(gè)方面的檢驗(yàn)參數(shù)符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)才能夠應(yīng)用于最后的土壩壩體填筑[6]。

3.2 壓實(shí)度與設(shè)計(jì)要求不符合

在壩體填筑施工的過程中往往會(huì)出現(xiàn)由于局部壓實(shí)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的情況，這時(shí)候就需要施工人員和設(shè)計(jì)人員共同努力，針對(duì)所產(chǎn)生的問題進(jìn)行原因的探索，盡可能將其解決，保證其達(dá)到設(shè)計(jì)要求才能夠投入到實(shí)際的使用過程中。

3.3 彈簧土

在土壩壩體填筑的施工過程中往往會(huì)遇到這樣一個(gè)問題，填筑使用的土料在經(jīng)過夯實(shí)之后，在其表面會(huì)形成一層硬殼迎來阻止外界水分的滲透和散發(fā)，防止受壓處出現(xiàn)下陷，最終導(dǎo)致四周鼓起來，形成一種軟塑的狀態(tài)，但是實(shí)際的體積并沒有被壓縮，一旦人踩上去就會(huì)出現(xiàn)顫動(dòng)的感覺，我們稱這種狀態(tài)為彈簧土。為了有效解決彈簧土帶來的影響，就必須對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行解析，發(fā)現(xiàn)有以下兩種主要的原因。第一個(gè)原因是在填筑土料中的粘性土、腐殖土等含量較大，其粘性大就會(huì)導(dǎo)致土料的含水性較高，容易產(chǎn)生彈簧土現(xiàn)象。第二個(gè)原因是由于填筑的過程中原來的土質(zhì)被干擾，使得顆粒之間的毛細(xì)孔受到破壞，這時(shí)的水分并不能夠通暢地進(jìn)行滲透和散發(fā)，在碾壓或者夯實(shí)的時(shí)候也不會(huì)形成硬殼。為了解決這一影響，在彈簧土現(xiàn)象出現(xiàn)之后，首先就是要確定其本身的位置和深度，將彈簧土挖掘出來進(jìn)行翻松、晾曬、風(fēng)干等處理，保證其含水量在一個(gè)控制的穩(wěn)定的范圍內(nèi)即可。

4 結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于我國的水利建設(shè)工程來說，現(xiàn)階段已經(jīng)建設(shè)成功了近80000座大型水庫，這有效解決了居民在實(shí)際生活中的用水問題，尤其是對(duì)于工業(yè)上的大量用水也進(jìn)行了解決。而土壩作為水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)，對(duì)于保障水利工程在實(shí)際使用過程中的穩(wěn)定性和安全性來說具有很重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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